<Desc/Clms Page number 1>
Compressorinstallatie met watergeinjecteerd compressorelement.
Deze uitvinding heeft betrekking op een compressorinstallatie met minstens een watergeinjecteerd volumetrisch compressorelement dat is voorzien van een aanzuigleiding en een persleiding, aandrijfmiddelen voor dit compressorelement, een waterkringloop waarin het compressorelement is opgesteld en die een in de persleiding opgestelde waterafscheider en een terugloopleiding voor het afgescheiden water, die zieh de onderkant van deze waterafscheider en de binnenruimte van het compressorelement uitstrekt, bevat en een watertoevoerinrichting om water aan de waterkringloop toe te voegen die een watertoevoerleiding met daarin een bestuurbare afsluiter en een omgekeerde-osmosefilter bevat, een inrichting om de hoeveelheid water in deze waterkringloop te meten en een inrichting om de geleidbaarheid van het water in deze waterkringloop te meten.
Bij dergelijke compressorinstallaties wordt water op de comprimerende onderdelen van het compressorelement geïnjecteerd, zowel om deze onderdelen te koelen, als om ze te smeren, als om de spleten tussen de comprimerende onderdelen onderling en de spleten tussen de comprimerende onderdelen en de behuizing van het compressorelement af te sluiten.
Een compressorelement kan, naargelang de temperatuur en de vochtigheid van de aangezogen lucht, water verbruiken of
<Desc/Clms Page number 2>
water produceren, en vandaar dat een watertoevoerinrichting is voorzien waarmee, indien nodig, water aan de waterkringloop, meestal via de inlaatleiding van het compressorelement, wordt toegevoegd.
Het toegevoegde water moet zuiver zijn, het mineraalgehalte moet voldoende laag zijn, dit om afzettingen op afdichtingen, kleppen en dergelijke te vermijden. Het mineraalgehalte mag ook niet te laag zijn aangezien daardoor het water corrosief kan worden, bijvoorbeeld omdat koolzuur uit de lucht niet meer in het water kan opgenomen worden en als vrij koolzuur in het water aanwezig is, waardoor de pH daalt.
Het corrosief karakter van het water kan worden vastgesteld aan de hand van de geleidbaarheid. Om niet corrosief te zijn moet de geleidbaarheid van het water tussen 10 en 20 S/cm bij 250C gelegen zijn.
Gedestilleerd water is duur. Daarom wordt het toegevoegde water meestal ter plaatse behandeld, met name gedemineraliseerd in een demineraliseerinrichting.
Een compressorinstallatie met dergelijke demineraliseerinrichting is beschreven in WO-A-99/02863.
Deze compressorinstallatie bezit een enkele demineraliseerinrichting die zowel een omgekeerdeosmosefilter als een ionenwisselaar kan zijn.
<Desc/Clms Page number 3>
De demineraliseerinrichting is zo door leidingen met ventielen op de rest van de compressorinstallatie aangesloten dat dezelfde inrichting zowel in de watertoevoerleiding kan worden geplaatst als in een bypass die de waterkringloop overbrugt.
De kwaliteit van het inkomende water heeft weinig invloed op de levensduur van een omgekeerde-osmosefilter, maar ze beïnvloedt wel de opbrengst ervan. Bij slechte kwaliteit zal het debiet van het bruikbare permeaat dalen en het debiet van het concentraat, dat moet worden verwijderd, stijgen.
Een omgekeerde-osmosefilter is niet bijzonder geschikt om de geleidbaarheid van het water in de waterkringloop te beperken. Een groot gedeelte van het kringloopwater moet als concentraat worden afgevoerd en dus vervangen door vers en dus nog niet behandeld water met relatief hoge geleidbaarheid, waarvan in de omgekeerde-osmosefilter de geleidbaarheid moet verlaagd worden.
De vervanging van de omgekeerde-osmosefilter als demineraliseerinrichting door een ionenwisselaar is al niet veel beter.
Een ionenwisselaar is wel zeer geschikt voor het beperken van de geleidbaarheid van het kringloopwater aangezien deze al relatief laag is, maar zijn levensduur kan sterk beperkt worden wanneer vers water van slechte kwaliteit en dus met een hoge geleidbaarheid moet behandeld worden.
<Desc/Clms Page number 4>
De uitvinding heeft een compressorinstallatie als doel die voornoemde en andere nadelen niet bezit.
Dit doel wordt door de uitvinding bereikt doordat op de waterkringloop een bypass aansluit waarin een ionenwisselaar en een bestuurbare afsluiter opgesteld zijn, waarbij de afsluiter in de watertoevoerleiding bestuurd wordt door de inrichting voor het meten van de hoeveelheid water in de waterkringloop en de afsluiter in de bypass bestuurd wordt door de inrichting voor het meten van de geleidbaarheid van het water.
De compressorinstallatie bezit dus een afzonderlijke demineraliseerinrichting voor het verse water dat aan de waterkringloop wordt toegevoegd en voor het verminderen van de geleidbaarheid van het water in de waterkringloop en beide demineraliseerinrichtingen kunnen dus optimaal werken en bezitten een lange levensduur.
De bypass kan het compressorelement overbruggen en zieh dus tussen de terugloopleiding en de aanzuigleiding uitstrekken.
De inrichting om de geleidbaarheid te meten is bij voorkeur in de terugloopleiding aangebracht.
De watertoevoerinrichting kan op de aanzuigleiding aansluiten.
<Desc/Clms Page number 5>
De inrichting om de hoeveelheid water in de waterkringlop te meten kan een niveaumeter zijn die in of op de waterafscheider is aangebracht.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een compressorinstallatie volgens de uitvinding weergegeven, met verwijzing naar de bijgaande tekening die schematisch een compressorinstallatie volgens de uitvinding weergeeft.
De compressorinstallatie weergegeven in figuur 1 bevat een watergeinjecteerd volumetrisch compressorelement 1, bijvoorbeeld een schroefcompressorelement, dat is voorzien van een aanzuigleiding 2 met daarin een luchtfilter 3, en een persleiding 4, door een motor 5 gevormde aandrijfmiddelen voor dit compressorelement 1, en een waterkringloop 6 waarin het compressorelement 1 is opgesteld en die verder bestaat uit een in de persleiding 3 opgesteld waterafscheider 7, die in het weergegeven voorbeeld een drukvat vormt, het tussen het compressorelement 1 en deze waterafscheider 7 gelegen gedeelte van de persleiding 3, en een terugloopleiding 8 voor het afgescheiden water, die zieh uitstrekt tussen de onderkant van de waterafscheider 7 en de water- injectieopeningen die op binnenruimte van het compressorelement 1 uitgeven.
In de terugloopleiding 8 is een waterkoeler 9 opgesteld.
<Desc/Clms Page number 6>
Stroomafwaarts van de waterafscheider 7 zijn in de persleiding 4 achtereenvolgens een nakoeler 10 en een tweede kleinere waterafscheider 11 aangebracht.
Een tweede terugloopleiding 12 strekt zieh uit tussen de onderkant van deze waterafscheider 11 en de aanzuigleiding 2.
Naargelang de atmosferische voorwaarden van de lucht die via de aanzuigleiding 2 wordt aangezogen, kan het compressorelement 1 water verbruiken of produceren.
Op de waterkringloop 6 sluit daartoe een lozingsleiding 13 aan die op de onderkant van de waterafscheider 7 aansluit en is voorzien van een bestuurbare afsluiter 14.
Het is uiteraard mogelijk dat de lozingsleiding op een andere plaats in de waterkringloop 6 is aangebracht, bijvoorbeeld tussen de waterkoeler 9 en het compressorelement 1.
Om water aan de waterkringloop 6 toe te voeren bevat de compressorinstallatie een watertoevoerinrichting 15 die een watertoevoerleiding 16 bevat die niet rechtsreeks op de waterkringloop 6 aansluit maar op de aanzuigleiding 2.
In deze watertoevoerleiding 16 zijn een omgekeerdeosmosefilter 17 en een twee-standen afsluiter 18 aangebracht.
<Desc/Clms Page number 7>
Het concentraat uit deze omgekeerde-osmosfilter 17 vloeit weg via de concentraatleiding 19. Het permeaat stroomt naar de aanzuigleiding 2.
De watertoevoerinrichting 15 bevat een meetinrichting 20 die de hoeveelheid water meet die in de waterkrinloop 6 aanwezig is en die de afsluiters 14 en 18 bestuurt.
Deze hoeveelheid water kan worden bepaald door de hoeveelheid water te meten die in de eerste waterafscheider 7 aanwezig is, hetgeen kan worden bepaald door het waterniveau te meten.
De term "meten" wordt hier in ruime zin bedoeld aangezien niet de juiste hoeveelheid water moet gekend worden en door de term "meten" ook bedoeld kan worden het bepalen wanneer het niveau onder een bepaalde minimum waarde daalt.
De meetinrichting 20 kan eventueel ook bepalen wanneer dit niveau boven een bepaald hoger niveau stijgt om in functie daarvan de afsluiter 14 te besturen.
In het weergegeven voorbeeld is deze meetinrichting 20 aldus gevormd door minstens een of meer niveausensoren.
Het compressorelement 1 is overbrugd door een bypass 21 die, enerzijds, tussen het compressorelement 1 en de waterkoeler 9 op de terugloopleiding 8 aansluit en, anderzijds, op de aanzuigleiding 2 aansluit.
<Desc/Clms Page number 8>
In deze bypass 21 zijn een ionenwisselaar 22 en een bestuurbare afsluiter 23 opgesteld.
Deze afsluiter 23 wordt bestuurd door een inrichting 24 voor het meten van de geleidbaarheid van het water die in de terugloopleiding 8 is opgesteld.
Wanneer de inrichting 20 voor het meten van de hoeveelheid water in de waterkringloop 6 detecteert dat er te weinig water aanwezig is, of met ander woorden detecteert dat het niveau in de waterafscheider 7 onder een minimum niveau is gedaald, beveelt ze het openen van de afsluiter 18 tot er via de watertoevoerleiding 16 voldoende water aan de waterkringloop 6 toegevoegd werd.
Dit toegevoegde water werd in de omgekeerde-osmosefilter 17 gezuiverd.
Wanneer de inrichting 24 voor het meten van de geleidbaarheid een te hoge waarde meet, beveelt ze het openen van de afsluiter 23, waardoor water uit de terugloopleiding 8 via de bypass 21 en dus over de ionenwisselaar 22 naar de aanzuigleiding 2 stroomt.
Daarbij gaat geen kringloopwater verloren.
Doordat de geleidbaarheid van het kringloopwater reeds relatief laag is en in elk geval lager dan de geleidbaarheid van het verse leidingwater, moet de ionenwisselaar 22 de geleidbaarheid van kringloopwater dat het behandelt, slechts in beperkte mate verder verlagen,
<Desc/Clms Page number 9>
waardoor de ionenwisselaar een relatief lange levensduur bezit en niet dikwijls moet vervangen worden.
Aangezien om de levensduur van de ionenwisselaar 22 niet te beperken, de omgekeerde-osmosefilter 17 zorgt voor het zuiveren van het toegevoegde water, moet deze laatste in alle omstandigheden optimaal werken.
Zo kan, in een variante, de watertoevoerinrichting 15 een pomp 25 bevatten die, stroomopwaarts van de omgekeerdeosmosefilter 17 in de watertoevoerleiding 16 is aangebracht om extra druk aan het water te leveren. De te overwinnen osmotische druk is afhankelijk van de concentratie aan opgeloste zouten van het water.
De extra druk kan een goede werking van het membraan verzekeren wanneer de watertoevoerleiding 16 op de openbare waterleiding aangesloten is en de waterleidingdruk onvoldoende is.
In een andere variante is stroomopwaarts van de omgekeerdeosmosefilter 17 een ontkalker 26 in de watertoevoerleiding 16 opgesteld.
Indien het voedingswater een hoge geleidbaarheid bezit dan is dit voor meer dan 80% te wijten aan de aanwezigheid van calcium- en magnesiumzouten.
Met behulp van de ontkalker 26 kunnen deze worden verwijderd, waardoor de werking van het osmosemembraan van de omgkeerde-osmosefilter 17 merkelijk wordt verbeterd.
<Desc/Clms Page number 10>
Zoals in de figuur is weergegeven kan deze ontkalker 26 samen met, en meer bepaald stroomopwaarts van, de pomp 25 in de watertoevoerleiding 16 opgesteld zijn.
Het volumetrisch compressorelement 1 moet niet noodzakelijk een schroefcompressorelement zijn. Het kan even goed een tandcompressorelement, een spiraalcompressorelement of een mono-shroefcompressorelement zijn.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke compressorinstallatie kan in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden, zoals bepaald door de volgende conclusies.
<Desc / Clms Page number 1>
Compressor installation with water-injected compressor element.
This invention relates to a compressor installation with at least one water-injected volumetric compressor element which is provided with a suction line and a pressure line, drive means for this compressor element, a water circuit in which the compressor element is arranged and which has a water separator arranged in the pressure line and a return line for the separated water which comprises the underside of this water separator and the interior of the compressor element and comprises a water supply device for adding water to the water circuit comprising a water supply line containing a controllable valve and a reverse osmosis filter, a device for controlling the amount of water in to measure this water cycle and a device to measure the conductivity of the water in this water cycle.
In such compressor installations, water is injected onto the compressing parts of the compressor element, both to cool and lubricate these parts, and to remove the gaps between the compressing parts and the gaps between the compressing parts and the housing of the compressor element to close.
A compressor element can, depending on the temperature and humidity of the air drawn in, consume water or
<Desc / Clms Page number 2>
produce water, and hence a water supply device is provided with which, if necessary, water is added to the water circuit, usually via the inlet line of the compressor element.
The added water must be pure, the mineral content must be sufficiently low to avoid deposits on seals, valves and the like. The mineral content should also not be too low, since this can cause the water to become corrosive, for example because carbon dioxide from the air can no longer be absorbed in the water and is present in the water as free carbon dioxide, which reduces the pH.
The corrosive nature of the water can be determined on the basis of the conductivity. To be non-corrosive, the conductivity of the water must be between 10 and 20 S / cm at 250C.
Distilled water is expensive. Therefore, the added water is usually treated on site, in particular demineralized in a demineralizer.
A compressor installation with such a demineralizing device is described in WO-A-99/02863.
This compressor installation has a single demineralization device that can be both a reverse osmosis filter and an ion exchanger.
<Desc / Clms Page number 3>
The demineralisation device is connected to the rest of the compressor installation by pipes with valves, so that the same device can be placed both in the water supply pipe and in a bypass that bridges the water cycle.
The quality of the incoming water has little influence on the service life of a reverse osmosis filter, but it does influence its yield. With poor quality, the flow rate of the usable permeate will decrease and the flow rate of the concentrate to be removed will increase.
A reverse osmosis filter is not particularly suitable for limiting the conductivity of the water in the water cycle. A large part of the cycle water must be discharged as a concentrate and thus replaced by fresh and thus not yet treated water with relatively high conductivity, the conductivity of which must be reduced in the reverse osmosis filter.
The replacement of the reverse osmosis filter as a demineralizer with an ion exchanger is not much better.
An ion exchanger is very suitable for limiting the conductivity of the recycled water since it is already relatively low, but its lifespan can be greatly limited if fresh water of poor quality and therefore has to be treated with a high conductivity.
<Desc / Clms Page number 4>
The invention has for its object a compressor installation which does not have the aforementioned and other disadvantages.
This object is achieved by the invention in that a bypass is connected to the water cycle in which an ion exchanger and a controllable valve are arranged, the valve in the water supply line being controlled by the device for measuring the amount of water in the water cycle and the valve in the water circuit. bypass is controlled by the water conductivity measuring device.
The compressor installation thus has a separate demineralisation device for the fresh water that is added to the water cycle and for reducing the conductivity of the water in the water cycle, and both demineralisators can therefore operate optimally and have a long service life.
The bypass can bridge the compressor element and thus extend between the return line and the suction line.
The device for measuring the conductivity is preferably arranged in the return line.
The water supply device can connect to the suction line.
<Desc / Clms Page number 5>
The device for measuring the amount of water in the water cycle can be a level meter mounted in or on the water separator.
With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a preferred embodiment of a compressor installation according to the invention is shown below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawing which schematically represents a compressor installation according to the invention.
The compressor installation shown in Figure 1 comprises a water-injected volumetric compressor element 1, for example a screw compressor element, which is provided with a suction line 2 with an air filter 3 therein, and a pressure line 4, drive means for this compressor element 1 formed by a motor 5, and a water cycle 6 in which the compressor element 1 is arranged and which further comprises a water separator 7 arranged in the pressure line 3, which in the shown example forms a pressure vessel, the part of the pressure line 3 located between the compressor element 1 and this water separator 7, and a return line 8 for the separated water, which extends between the bottom of the water separator 7 and the water injection openings opening onto the interior of the compressor element 1.
A water cooler 9 is arranged in the return line 8.
<Desc / Clms Page number 6>
Downstream of the water separator 7, an aftercooler 10 and a second smaller water separator 11 are successively arranged in the pressure line 4.
A second return line 12 extends between the bottom of this water separator 11 and the suction line 2.
Depending on the atmospheric conditions of the air that is sucked in via the suction line 2, the compressor element 1 can consume or produce water.
To this end, a discharge pipe 13 connects to the water circuit 6 which connects to the bottom of the water separator 7 and is provided with a controllable valve 14.
It is of course possible that the discharge line is arranged at a different location in the water circuit 6, for example between the water cooler 9 and the compressor element 1.
To supply water to the water circuit 6, the compressor installation comprises a water supply device 15 which comprises a water supply line 16 which is not directly connected to the water circuit 6 but to the suction line 2.
A reverse osmosis filter 17 and a two-position valve 18 are arranged in this water supply line 16.
<Desc / Clms Page number 7>
The concentrate from this reverse osmosis filter 17 flows out via the concentrate line 19. The permeate flows to the suction line 2.
The water supply device 15 comprises a measuring device 20 which measures the amount of water present in the water circuit 6 and which controls the valves 14 and 18.
This amount of water can be determined by measuring the amount of water present in the first water separator 7, which can be determined by measuring the water level.
The term "measuring" is meant here in a broad sense since it is not necessary to know the correct amount of water and the term "measuring" can also be used to determine when the level falls below a certain minimum value.
The measuring device 20 can optionally also determine when this level rises above a certain higher level in order to control the valve 14 as a function thereof.
In the example shown, this measuring device 20 is thus formed by at least one or more level sensors.
The compressor element 1 is bridged by a bypass 21 which, on the one hand, connects between the compressor element 1 and the water cooler 9 on the return line 8 and, on the other hand, on the suction line 2.
<Desc / Clms Page number 8>
An ion exchanger 22 and a controllable valve 23 are arranged in this bypass 21.
This valve 23 is controlled by a device 24 for measuring the conductivity of the water which is arranged in the return line 8.
When the device 20 for measuring the amount of water in the water circuit 6 detects that too little water is present, or in other words detects that the level in the water separator 7 has fallen below a minimum level, it commands opening the valve 18 until sufficient water was added to the water circuit 6 via the water supply line 16.
This added water was purified in the reverse osmosis filter 17.
When the conductivity measuring device 24 measures a value that is too high, it recommends opening the valve 23, through which water flows from the return line 8 via the bypass 21 and thus over the ion exchanger 22 to the suction line 2.
No recycled water is lost.
Because the conductivity of the recycle water is already relatively low and in any case lower than the conductivity of the fresh tap water, the ion exchanger 22 must only further reduce the conductivity of the recycle water that it treats to a limited extent,
<Desc / Clms Page number 9>
as a result of which the ion exchanger has a relatively long service life and does not often have to be replaced.
Since, in order not to limit the life of the ion exchanger 22, the reverse osmosis filter 17 ensures the purification of the added water, the latter must work optimally in all circumstances.
Thus, in a variant, the water supply device 15 may comprise a pump 25 which is arranged upstream of the reverse osmosis filter 17 in the water supply line 16 to supply additional pressure to the water. The osmotic pressure to be overcome depends on the concentration of dissolved salts of the water.
The additional pressure can ensure proper operation of the membrane when the water supply pipe 16 is connected to the public water pipe and the water pipe pressure is insufficient.
In another variant, a descaler 26 is arranged upstream of the reverse osmosis filter 17 in the water supply line 16.
If the feed water has a high conductivity, this is more than 80% due to the presence of calcium and magnesium salts.
These can be removed with the aid of the descaler 26, which considerably improves the operation of the osmosis membrane of the reverse osmosis filter 17.
<Desc / Clms Page number 10>
As shown in the figure, this descaler 26 can be arranged together with, and in particular upstream of, the pump 25 in the water supply line 16.
The volumetric compressor element 1 does not necessarily have to be a screw compressor element. It may just as well be a tooth compressor element, a spiral compressor element or a mono-screw compressor element.
The invention is in no way limited to the embodiment described above and shown in the figures, but such a compressor installation can be realized in various variants without departing from the scope of the invention, as defined by the following claims.